Mga pangunahing katangian ng X-ray radiation. Ano ang x-ray at paano ito ginagamit sa medisina

X-RAY RADIATION
invisible radiation na may kakayahang tumagos, kahit na sa iba't ibang antas, lahat ng mga sangkap. Ito ay electromagnetic radiation na may wavelength na humigit-kumulang 10-8 cm. Gaya ng nakikitang liwanag, ang X-ray ay nagdudulot ng pag-itim ng photographic film. Ang ari-arian na ito ay may malaking kahalagahan para sa medisina, industriya at siyentipikong pananaliksik. Ang pagdaan sa bagay na pinag-aaralan at pagkatapos ay nahuhulog sa pelikula, inilalarawan ng X-ray radiation ang panloob na istraktura nito. Dahil ang lakas ng pagtagos ng X-ray radiation ay naiiba para sa iba't ibang mga materyales, ang mga bahagi ng bagay na hindi gaanong transparent dito ay nagbibigay ng mas maliwanag na mga lugar sa litrato kaysa sa kung saan ang radiation ay tumagos nang maayos. Kaya, ang mga tisyu ng buto ay hindi gaanong transparent sa x-ray kaysa sa mga tisyu na bumubuo sa balat at mga panloob na organo. Samakatuwid, sa radiograph, ang mga buto ay ipahiwatig bilang mas magaan na mga lugar at ang lugar ng bali, na mas transparent para sa radiation, ay madaling matukoy. Ginagamit din ang X-ray imaging sa dentistry upang makita ang mga karies at abscesses sa mga ugat ng ngipin, gayundin sa industriya upang makita ang mga bitak sa mga casting, plastic at rubbers. Ang X-ray ay ginagamit sa kimika upang pag-aralan ang mga compound at sa pisika upang pag-aralan ang istruktura ng mga kristal. Ang isang X-ray beam na dumadaan sa isang compound ng kemikal ay nagdudulot ng isang katangian na pangalawang radiation, ang spectroscopic analysis na nagpapahintulot sa chemist na matukoy ang komposisyon ng compound. Kapag nahuhulog sa isang mala-kristal na substansiya, ang isang X-ray beam ay nakakalat sa pamamagitan ng mga atomo ng kristal, na nagbibigay ng isang malinaw, regular na pattern ng mga spot at guhitan sa isang photographic plate, na ginagawang posible upang maitatag ang panloob na istraktura ng kristal. Ang paggamit ng X-ray sa paggamot sa kanser ay batay sa katotohanang pumapatay ito ng mga selula ng kanser. Gayunpaman, maaari rin itong magkaroon ng hindi kanais-nais na epekto sa mga normal na selula. Samakatuwid, ang matinding pag-iingat ay dapat gawin sa paggamit na ito ng X-ray. Ang X-ray radiation ay natuklasan ng German physicist na si W. Roentgen (1845-1923). Ang kanyang pangalan ay immortalized sa ilang iba pang pisikal na termino na nauugnay sa radiation na ito: ang internasyonal na yunit ng dosis ng ionizing radiation ay tinatawag na roentgen; ang isang larawan na kinunan gamit ang isang x-ray machine ay tinatawag na radiograph; Ang larangan ng radiological na gamot na gumagamit ng x-ray upang masuri at gamutin ang mga sakit ay tinatawag na radiology. Natuklasan ni Roentgen ang radiation noong 1895 habang isang propesor ng pisika sa Unibersidad ng Würzburg. Habang nagsasagawa ng mga eksperimento na may mga cathode ray (ang electron ay dumadaloy sa mga discharge tubes), napansin niya na ang isang screen na matatagpuan malapit sa vacuum tube, na sakop ng crystalline barium cyanoplatinite, ay kumikinang nang maliwanag, bagaman ang tubo mismo ay natatakpan ng itim na karton. Itinatag pa ni Roentgen na ang lakas ng pagtagos ng hindi kilalang mga sinag na kanyang natuklasan, na tinawag niyang X-ray, ay nakasalalay sa komposisyon ng materyal na sumisipsip. Inilarawan din niya ang mga buto ng kanyang sariling kamay sa pamamagitan ng paglalagay nito sa pagitan ng isang cathode ray discharge tube at isang screen na pinahiran ng barium cyanoplatinite. Ang pagtuklas ni Roentgen ay sinundan ng mga eksperimento ng iba pang mga mananaliksik na nakatuklas ng maraming bagong katangian at aplikasyon ng radiation na ito. Isang malaking kontribusyon ang ginawa nina M. Laue, W. Friedrich at P. Knipping, na nagpakita noong 1912 ng diffraction ng X-ray kapag ito ay dumaan sa isang kristal; W. Coolidge, na noong 1913 ay nag-imbento ng high-vacuum X-ray tube na may heated cathode; G. Moseley, na itinatag noong 1913 ang ugnayan sa pagitan ng wavelength ng radiation at ng atomic number ng isang elemento; G. at L. Braggy, na nakatanggap ng Nobel Prize noong 1915 para sa pagbuo ng mga batayan ng X-ray diffraction analysis.
PAGKAKAKUHA NG X-RAY RADIATION
Ang X-ray radiation ay nangyayari kapag ang mga electron na gumagalaw sa mataas na bilis ay nakikipag-ugnayan sa bagay. Kapag ang mga electron ay bumangga sa mga atomo ng anumang sangkap, mabilis silang nawawala ang kanilang kinetic energy. Sa kasong ito, karamihan sa mga ito ay na-convert sa init, at isang maliit na bahagi, karaniwang mas mababa sa 1%, ay na-convert sa X-ray na enerhiya. Ang enerhiya na ito ay inilabas sa anyo ng quanta - mga particle na tinatawag na photon na may enerhiya ngunit may zero rest mass. Ang mga X-ray photon ay naiiba sa kanilang enerhiya, na inversely proportional sa kanilang wavelength. Gamit ang maginoo na paraan ng pagkuha ng x-ray, isang malawak na hanay ng mga wavelength ang nakuha, na tinatawag na x-ray spectrum. Ang spectrum ay naglalaman ng binibigkas na mga bahagi, tulad ng ipinapakita sa Fig. 1. Ang malawak na "continuum" ay tinatawag na tuloy-tuloy na spectrum o puting radiation. Ang matalim na mga taluktok na nakapatong dito ay tinatawag na katangian na mga linya ng paglabas ng x-ray. Bagaman ang buong spectrum ay resulta ng mga banggaan ng mga electron sa bagay, ang mga mekanismo para sa paglitaw ng malawak na bahagi at mga linya nito ay iba. Ang isang sangkap ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga atomo, na ang bawat isa ay may isang nucleus na napapalibutan ng mga shell ng elektron, at ang bawat elektron sa shell ng isang atom ng isang partikular na elemento ay sumasakop sa isang tiyak na antas ng enerhiya. Karaniwan ang mga shell na ito, o mga antas ng enerhiya, ay tinutukoy ng mga simbolo na K, L, M, atbp., simula sa shell na pinakamalapit sa nucleus. Kapag ang isang insidenteng electron na may sapat na mataas na enerhiya ay bumangga sa isa sa mga electron na nakatali sa atom, itinataboy nito ang elektron na iyon mula sa shell nito. Ang walang laman na espasyo ay inookupahan ng isa pang elektron mula sa shell, na tumutugma sa isang mas mataas na enerhiya. Ang huli ay nagbibigay ng labis na enerhiya sa pamamagitan ng paglabas ng X-ray photon. Dahil ang mga shell electron ay may discrete energy values, ang nagreresultang X-ray photon ay mayroon ding discrete spectrum. Ito ay tumutugma sa matalim na mga taluktok para sa ilang mga wavelength, ang mga tiyak na halaga ay nakasalalay sa target na elemento. Ang mga linya ng katangian ay bumubuo ng K-, L- at M-series, depende sa kung aling shell (K, L o M) ang electron ay tinanggal. Ang ugnayan sa pagitan ng wavelength ng X-ray at ng atomic number ay tinatawag na batas ni Moseley (Larawan 2).

Kung ang isang electron ay bumangga sa isang medyo mabigat na nucleus, pagkatapos ay bumagal ito, at ang kinetic energy nito ay inilabas sa anyo ng isang X-ray photon na humigit-kumulang sa parehong enerhiya. Kung lilipad siya sa nucleus, mawawalan lamang siya ng bahagi ng kanyang enerhiya, at ang natitira ay ililipat sa iba pang mga atom na bumabagsak sa kanyang daan. Ang bawat pagkilos ng pagkawala ng enerhiya ay humahantong sa paglabas ng isang photon na may ilang enerhiya. Lumilitaw ang isang tuluy-tuloy na spectrum ng X-ray, ang pinakamataas na limitasyon nito ay tumutugma sa enerhiya ng pinakamabilis na elektron. Ito ang mekanismo para sa pagbuo ng isang tuloy-tuloy na spectrum, at ang maximum na enerhiya (o pinakamababang wavelength) na nag-aayos sa hangganan ng tuloy-tuloy na spectrum ay proporsyonal sa accelerating boltahe, na tumutukoy sa bilis ng mga electron ng insidente. Ang mga linya ng parang multo ay nagpapakilala sa materyal ng binomba na target, habang ang tuluy-tuloy na spectrum ay tinutukoy ng enerhiya ng electron beam at halos hindi nakasalalay sa target na materyal. Ang mga X-ray ay maaaring makuha hindi lamang sa pamamagitan ng pagbomba ng elektron, kundi pati na rin sa pamamagitan ng pag-iilaw sa target gamit ang X-ray mula sa ibang pinagmulan. Sa kasong ito, gayunpaman, ang karamihan sa enerhiya ng sinag ng insidente ay napupunta sa katangian ng X-ray spectrum, at isang napakaliit na bahagi nito ay nahuhulog sa tuluy-tuloy na spectrum. Malinaw, ang X-ray beam ng insidente ay dapat maglaman ng mga photon na ang enerhiya ay sapat upang pukawin ang mga katangiang linya ng bombarded na elemento. Ang mataas na porsyento ng enerhiya sa bawat spectrum ng katangian ay ginagawang maginhawa ang pamamaraang ito ng X-ray excitation para sa siyentipikong pananaliksik.
X-ray tubes. Upang makakuha ng X-ray radiation dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga electron sa bagay, kinakailangan na magkaroon ng pinagmumulan ng mga electron, paraan ng pagpapabilis ng mga ito sa mataas na bilis, at isang target na may kakayahang makatiis sa pambobomba ng elektron at makagawa ng X-ray radiation ng ang nais na intensity. Ang aparato na mayroong lahat ng ito ay tinatawag na x-ray tube. Ang mga naunang explorer ay gumamit ng "deep vacuum" na mga tubo gaya ng mga discharge tube ngayon. Ang vacuum sa kanila ay hindi masyadong mataas. Naglalaman ang mga tubo ng paglabas ng gas malaking bilang ng gas, at kapag ang isang malaking potensyal na pagkakaiba ay inilapat sa mga electrodes ng tubo, ang mga atom ng gas ay nagiging positibo at negatibong mga ion. Ang mga positibo ay lumipat patungo sa negatibong elektrod (cathode) at, nahuhulog dito, kumatok sa mga electron mula dito, at sila naman, lumipat patungo sa positibong elektrod (anode) at, binomba ito, lumikha ng isang stream ng X-ray photon. . Sa modernong X-ray tube na binuo ni Coolidge (Fig. 3), ang pinagmumulan ng mga electron ay isang tungsten cathode na pinainit sa mataas na temperatura. Ang mga electron ay pinabilis sa mataas na bilis ng mataas na potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng anode (o anticathode) at ng katod. Dahil ang mga electron ay dapat maabot ang anode nang hindi bumabangga sa mga atomo, ang isang napakataas na vacuum ay kinakailangan, kung saan ang tubo ay dapat na mahusay na lumikas. Binabawasan din nito ang posibilidad ng ionization ng natitirang mga atom ng gas at ang nauugnay na mga alon sa gilid.

Ang mga electron ay nakatutok sa anode sa pamamagitan ng isang espesyal na hugis na elektrod na nakapalibot sa katod. Ang electrode na ito ay tinatawag na focusing electrode at kasama ng cathode ay bumubuo ng "electronic searchlight" ng tubo. Ang anode na sumailalim sa pagbomba ng elektron ay dapat na gawa sa isang refractory na materyal, dahil ang karamihan sa kinetic energy ng bombarding electron ay na-convert sa init. Bilang karagdagan, ito ay kanais-nais na ang anode ay gawa sa isang materyal na may mataas na atomic number, dahil ang x-ray yield ay tumataas sa pagtaas ng atomic number. Ang Tungsten, na ang atomic number ay 74, ay kadalasang pinipili bilang anode material. Ang disenyo ng X-ray tubes ay maaaring mag-iba depende sa mga kondisyon at kinakailangan ng aplikasyon.
X-RAY DETECTION
Ang lahat ng mga pamamaraan para sa pagtukoy ng mga X-ray ay batay sa kanilang pakikipag-ugnayan sa bagay. Ang mga detektor ay maaaring may dalawang uri: ang mga nagbibigay ng imahe, at ang mga hindi. Kasama sa una ang X-ray fluorography at fluoroscopy na mga device, kung saan ang X-ray beam ay dumadaan sa bagay na pinag-aaralan, at ang ipinadalang radiation ay pumapasok sa luminescent screen o pelikula. Lumilitaw ang imahe dahil sa katotohanan na ang iba't ibang bahagi ng bagay na pinag-aaralan ay sumisipsip ng radiation sa iba't ibang paraan - depende sa kapal ng sangkap at komposisyon nito. Sa mga detector na may luminescent screen, ang enerhiya ng X-ray ay na-convert sa isang direktang nakikitang imahe, habang sa radiography ito ay naitala sa isang sensitibong emulsion at maaari lamang maobserbahan pagkatapos na mabuo ang pelikula. Kasama sa pangalawang uri ng mga detektor ang isang malawak na iba't ibang mga aparato kung saan ang enerhiya ng X-ray ay na-convert sa mga de-koryenteng signal na nagpapakilala sa relatibong intensity ng radiation. Kabilang dito ang mga ionization chamber, isang Geiger counter, isang proportional counter, isang scintillation counter, at ilang mga espesyal na detector batay sa cadmium sulfide at selenide. Sa kasalukuyan, ang mga scintillation counter ay maaaring ituring na pinaka mahusay na mga detector, na gumagana nang maayos sa isang malawak na hanay ng enerhiya.
Tingnan din MGA PARTICLE DETECTOR . Ang detektor ay pinili na isinasaalang-alang ang mga kondisyon ng problema. Halimbawa, kung kinakailangan upang tumpak na sukatin ang intensity ng diffracted X-ray radiation, pagkatapos ay ginagamit ang mga counter na nagpapahintulot sa mga sukat na gawin nang may katumpakan ng mga fraction ng isang porsyento. Kung kinakailangan upang magrehistro ng maraming mga diffracted beam, pagkatapos ay ipinapayong gumamit ng X-ray film, bagaman sa kasong ito imposibleng matukoy ang intensity na may parehong katumpakan.
X-RAY AT GAMMA DEFECTOSCOPY
Ang isa sa mga pinakakaraniwang aplikasyon ng X-ray sa industriya ay ang kontrol sa kalidad ng materyal at pagtuklas ng kapintasan. Ang paraan ng x-ray ay hindi nakakasira, upang ang materyal na sinusuri, kung matuklasang nakakatugon sa mga kinakailangang kinakailangan, ay maaaring magamit para sa layunin nito. Ang parehong x-ray at gamma flaw detection ay batay sa penetrating power ng x-rays at sa mga katangian ng pagsipsip nito sa mga materyales. Ang penetrating power ay tinutukoy ng enerhiya ng X-ray photon, na nakasalalay sa accelerating boltahe sa X-ray tube. Samakatuwid, ang mga makapal na sample at sample mula sa mabibigat na metal, tulad ng ginto at uranium, ay nangangailangan ng X-ray source na may mas mataas na boltahe para sa kanilang pag-aaral, at para sa manipis na sample, sapat na ang source na may mas mababang boltahe. Para sa pag-detect ng flaw ng gamma-ray ng napakalaking casting at malalaking rolled na produkto, ginagamit ang mga betatron at linear accelerator, na nagpapabilis ng mga particle sa mga energies na 25 MeV at higit pa. Ang pagsipsip ng X-ray sa isang materyal ay depende sa kapal ng absorber d at ang absorption coefficient m at natutukoy ng formula I = I0e-md, kung saan ang I ay ang intensity ng radiation na ipinadala sa pamamagitan ng absorber, ang I0 ay ang intensity ng radiation ng insidente, at e = 2.718 ang base ng natural logarithms. Para sa isang partikular na materyal, sa isang naibigay na wavelength (o enerhiya) ng X-ray, ang absorption coefficient ay pare-pareho. Ngunit ang radiation ng isang X-ray source ay hindi monochromatic, ngunit naglalaman ng isang malawak na hanay ng mga wavelength, bilang isang resulta kung saan ang pagsipsip sa parehong kapal ng absorber ay nakasalalay sa wavelength (frequency) ng radiation. Ang X-ray radiation ay malawakang ginagamit sa lahat ng industriya na nauugnay sa pagproseso ng mga metal sa pamamagitan ng presyon. Ginagamit din ito upang subukan ang mga bariles ng artilerya, pagkain, plastik, upang subukan ang mga kumplikadong aparato at sistema sa electronic engineering. (Ang neutronography, na gumagamit ng mga neutron beam sa halip na mga X-ray, ay ginagamit para sa mga katulad na layunin.) Ginagamit din ang mga X-ray para sa iba pang mga layunin, tulad ng pagsusuri sa mga painting upang matukoy ang kanilang pagiging tunay o pag-detect ng mga karagdagang layer ng pintura sa ibabaw ng pangunahing layer .
X-RAY DIFFRACTION
Ang X-ray diffraction ay nagbibigay ng mahalagang impormasyon tungkol sa mga solido—ang kanilang atomic structure at crystal form—pati na rin ang tungkol sa mga likido, amorphous na katawan, at malalaking molekula. Ginagamit din ang paraan ng diffraction para sa tumpak (na may error na mas mababa sa 10-5) na pagtukoy ng mga interatomic na distansya, pagtuklas ng mga stress at depekto, at para sa pagtukoy ng oryentasyon ng mga solong kristal. Ang pattern ng diffraction ay maaaring makilala ang hindi kilalang mga materyales, pati na rin makita ang pagkakaroon ng mga impurities sa sample at matukoy ang mga ito. Ang kahalagahan ng pamamaraan ng X-ray diffraction para sa pag-unlad ng modernong pisika ay halos hindi matataya, dahil ang modernong pag-unawa sa mga katangian ng bagay ay sa huli ay batay sa data sa pag-aayos ng mga atomo sa iba't ibang mga kemikal na compound, sa likas na katangian ng mga bono. sa pagitan nila, at sa mga depekto sa istruktura. Ang pangunahing tool para sa pagkuha ng impormasyong ito ay ang X-ray diffraction method. Ang X-ray diffraction crystallography ay mahalaga para sa pagtukoy ng mga istruktura ng kumplikadong malalaking molekula, tulad ng mga deoxyribonucleic acid (DNA), ang genetic na materyal ng mga buhay na organismo. Kaagad pagkatapos ng pagtuklas ng X-ray radiation, ang pang-agham at medikal na interes ay nakatuon kapwa sa kakayahan ng radiation na ito na tumagos sa mga katawan, at sa kalikasan nito. Ang mga eksperimento sa diffraction ng X-ray sa mga slits at diffraction grating ay nagpakita na ito ay kabilang sa electromagnetic radiation at may wavelength na 10-8-10-9 cm. Kahit na mas maaga, ang mga siyentipiko, lalo na si W. Barlow, ay nahulaan na ang regular at simetriko na hugis ng mga natural na kristal ay dahil sa pagkakaayos ng mga atomo na bumubuo sa kristal. Sa ilang mga kaso, nahulaan ni Barlow nang tama ang istraktura ng isang kristal. Ang halaga ng hinulaang interatomic na mga distansya ay 10-8 cm. Ang katotohanan na ang mga interatomic na distansya ay naging sa pagkakasunud-sunod ng X-ray wavelength ay naging posible sa prinsipyo na obserbahan ang kanilang diffraction. Ang resulta ay ang ideya para sa isa sa pinakamahalagang eksperimento sa kasaysayan ng pisika. Inayos ni M. Laue ang isang eksperimentong pagsubok ng ideyang ito, na isinagawa ng kanyang mga kasamahan na sina W. Friedrich at P. Knipping. Noong 1912, inilathala ng tatlo ang kanilang trabaho sa mga resulta ng X-ray diffraction. Mga prinsipyo ng X-ray diffraction. Upang maunawaan ang hindi pangkaraniwang bagay ng X-ray diffraction, dapat isaalang-alang ng isa sa pagkakasunud-sunod: una, ang spectrum ng X-ray, pangalawa, ang likas na katangian ng istraktura ng kristal at, pangatlo, ang phenomenon ng diffraction mismo. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang katangian ng X-ray radiation ay binubuo ng isang serye ng mga parang multo na linya ng isang mataas na antas ng monochromaticity, na tinutukoy ng materyal na anode. Sa tulong ng mga filter, maaari mong piliin ang pinakamatindi sa mga ito. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagpili ng anode materyal sa isang naaangkop na paraan, ito ay posible upang makakuha ng isang pinagmulan ng halos monochromatic radiation na may isang napaka-tumpak na tinukoy na halaga ng wavelength. Ang mga wavelength ng katangian ng radiation ay karaniwang mula 2.285 para sa chromium hanggang 0.558 para sa pilak (ang mga halaga para sa iba't ibang elemento ay kilala sa anim na makabuluhang numero). Ang katangian spectrum ay superimposed sa isang tuloy-tuloy na "puting" spectrum ng mas mababang intensity, dahil sa pagbabawas ng bilis ng insidente electron sa anode. Kaya, dalawang uri ng radiation ang maaaring makuha mula sa bawat anode: katangian at bremsstrahlung, na ang bawat isa ay may mahalagang papel sa sarili nitong paraan. Ang mga atomo sa istraktura ng kristal ay matatagpuan sa mga regular na agwat, na bumubuo ng isang pagkakasunud-sunod ng magkaparehong mga cell - isang spatial na sala-sala. Ang ilang mga sala-sala (halimbawa, para sa karamihan ng mga ordinaryong metal) ay medyo simple, habang ang iba (halimbawa, para sa mga molekula ng protina) ay medyo kumplikado. Ang istraktura ng kristal ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod: kung ang isa ay lumipat mula sa ilang partikular na punto ng isang cell patungo sa kaukulang punto ng kalapit na cell, kung gayon ang eksaktong parehong atomic na kapaligiran ay matatagpuan. At kung ang ilang atom ay matatagpuan sa isa o ibang punto ng isang cell, ang parehong atom ay matatagpuan sa katumbas na punto ng anumang kalapit na cell. Ang prinsipyong ito ay mahigpit na wasto para sa isang perpektong, perpektong iniutos na kristal. Gayunpaman, maraming mga kristal (halimbawa, mga solidong solusyon sa metal) ay hindi maayos sa ilang lawak; Ang mga lugar na katumbas ng crystallographically ay maaaring sakupin ng iba't ibang mga atomo. Sa mga kasong ito, hindi ang posisyon ng bawat atom ang tinutukoy, ngunit ang posisyon lamang ng isang atom na "na-average ng istatistika" sa malaking bilang ng mga particle (o mga cell). Ang phenomenon ng diffraction ay tinalakay sa artikulong OPTICS at maaaring sumangguni ang mambabasa sa artikulong ito bago magpatuloy. Ipinapakita nito na kung ang mga alon (halimbawa, tunog, liwanag, X-ray) ay dumaan sa isang maliit na hiwa o butas, kung gayon ang huli ay maaaring ituring na pangalawang pinagmumulan ng mga alon, at ang imahe ng biyak o butas ay binubuo ng alternating light. at madilim na guhitan. Dagdag pa, kung mayroong isang pana-panahong istraktura ng mga butas o mga puwang, kung gayon bilang isang resulta ng pagpapalakas at pagpapahina ng pagkagambala ng mga sinag na nagmumula sa iba't ibang mga butas, ang isang malinaw na pattern ng diffraction ay lumitaw. Ang X-ray diffraction ay isang collective scattering phenomenon kung saan ang papel ng mga butas at scattering center ay ginagampanan ng pana-panahong nakaayos na mga atomo ng kristal na istraktura. Ang mutual amplification ng kanilang mga imahe sa ilang partikular na anggulo ay nagbibigay ng pattern ng diffraction na katulad ng magreresulta mula sa diffraction ng liwanag sa isang three-dimensional diffraction grating. Ang pagkalat ay nangyayari dahil sa pakikipag-ugnayan ng insidente X-ray radiation sa mga electron sa kristal. Dahil sa katotohanan na ang wavelength ng X-ray radiation ay kapareho ng pagkakasunud-sunod ng mga sukat ng atom, ang wavelength ng nakakalat na X-ray radiation ay kapareho ng sa insidente. Ang prosesong ito ay ang resulta ng sapilitang mga oscillations ng mga electron sa ilalim ng pagkilos ng insidente X-ray. Isaalang-alang ngayon ang isang atom na may ulap ng mga nakagapos na electron (nakapaligid sa nucleus) kung saan ang mga X-ray ay insidente. Ang mga electron sa lahat ng direksyon ay sabay-sabay na nagkakalat sa insidente at naglalabas ng kanilang sariling mga x-ray ng parehong wavelength, bagaman may iba't ibang intensity. Ang intensity ng nakakalat na radiation ay nauugnay sa atomic number ng elemento, dahil ang atomic number ay katumbas ng bilang ng orbital electron na maaaring lumahok sa scattering. (Ang pagdepende na ito ng intensity sa atomic number ng scattering element at sa direksyon kung saan sinusukat ang intensity ay nailalarawan ng atomic scattering factor, na gumaganap ng napakahalagang papel sa pagsusuri ng istruktura ng mga kristal.) Let us pumili sa istraktura ng kristal ng isang linear na kadena ng mga atomo na matatagpuan sa parehong distansya mula sa isa't isa, at isaalang-alang ang kanilang diffraction pattern. Napansin na na ang X-ray spectrum ay binubuo ng isang tuloy-tuloy na bahagi ("continuum") at isang hanay ng mga mas matinding linya na katangian ng elemento na anode material. Sabihin nating na-filter namin ang tuluy-tuloy na spectrum at nakakuha kami ng halos monochromatic na X-ray beam na nakadirekta sa aming linear chain ng mga atom. Ang kondisyon ng amplification (pagpapalakas ng interference) ay nasiyahan kung ang pagkakaiba sa landas ng mga alon na nakakalat ng mga kalapit na atom ay isang multiple ng wavelength. Kung ang sinag ay insidente sa isang anggulo a0 sa isang linya ng mga atom na pinaghihiwalay ng mga pagitan ng a (panahon), kung gayon para sa anggulo ng diffraction a ang pagkakaiba ng landas na tumutugma sa nakuha ay isusulat bilang a(cos a - cosa0) = hl, kung saan Ang l ay ang wavelength at ang h ay integer (Fig. 4 at 5).

Upang mapalawak ang diskarte na ito sa isang three-dimensional na kristal, kinakailangan lamang na pumili ng mga hilera ng mga atomo sa dalawang iba pang direksyon sa kristal at lutasin ang tatlong mga equation kaya nakuha nang magkasama para sa tatlong kristal na palakol na may mga tuldok a, b at c. Ang iba pang dalawang equation ay

Ito ang tatlong pangunahing Laue equation para sa X-ray diffraction, na ang mga numerong h, k at c ay ang Miller index para sa diffraction plane.
Tingnan din MGA CRYSTALS AT CRYSTALLOGRAPHY. Isinasaalang-alang ang alinman sa mga equation ng Laue, halimbawa ang una, mapapansin ng isa na dahil ang a, a0, l ay mga constant, at h = 0, 1, 2, ..., ang solusyon nito ay maaaring katawanin bilang isang set ng cones na may isang karaniwang axis a (Fig. 5). Ang parehong ay totoo para sa mga direksyon b at c. Sa pangkalahatang kaso ng three-dimensional scattering (diffraction), ang tatlong Laue equation ay dapat magkaroon ng isang karaniwang solusyon, i.e. tatlong diffraction cones na matatagpuan sa bawat isa sa mga palakol ay dapat magsalubong; ang karaniwang linya ng intersection ay ipinapakita sa fig. 6. Ang pinagsamang solusyon ng mga equation ay humahantong sa batas ng Bragg-Wulf:

l = 2(d/n)sinq, kung saan ang d ay ang distansya sa pagitan ng mga eroplano na may mga indeks h, k at c (panahon), n = 1, 2, ... ay integers (diffraction order), at q ang anggulo nabuo sa pamamagitan ng incident beam (pati na rin ang diffracting) sa eroplano ng kristal kung saan nangyayari ang diffraction. Sinusuri ang equation ng batas ng Bragg - Wolfe para sa isang kristal na matatagpuan sa landas ng isang monochromatic X-ray beam, maaari nating tapusin na ang diffraction ay hindi madaling obserbahan, dahil l at q ay naayos, at sinq MGA PARAAN NG PAGSUSURI NG DIFFRACTION
Pamamaraan ng Laue. Ang pamamaraan ng Laue ay gumagamit ng tuluy-tuloy na "puting" spectrum ng X-ray, na nakadirekta sa isang nakatigil na solong kristal. Para sa isang tiyak na halaga ng panahon d, ang wavelength na tumutugma sa kondisyon ng Bragg-Wulf ay awtomatikong pinipili mula sa buong spectrum. Ang mga pattern ng Laue na nakuha sa paraang ito ay ginagawang posible upang hatulan ang mga direksyon ng mga diffracted beam at, dahil dito, ang mga oryentasyon ng mga kristal na eroplano, na ginagawang posible rin na gumuhit ng mahahalagang konklusyon tungkol sa simetrya, oryentasyon ng kristal, at ang presensya. ng mga depekto dito. Sa kasong ito, gayunpaman, ang impormasyon tungkol sa spatial period d ay nawala. Sa fig. Ang 7 ay nagpapakita ng isang halimbawa ng isang Lauegram. Ang X-ray film ay matatagpuan sa gilid ng kristal sa tapat ng kung saan ang X-ray beam ay insidente mula sa pinagmulan.

Paraan ng Debye-Scherrer (para sa mga sample na polycrystalline). Hindi tulad ng nakaraang pamamaraan, ang monochromatic radiation (l = const) ay ginagamit dito, at ang anggulo q ay iba-iba. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng isang polycrystalline sample na binubuo ng maraming maliliit na crystallites ng random na oryentasyon, kung saan mayroong mga nakakatugon sa kondisyon ng Bragg-Wulf. Ang mga diffracted beam ay bumubuo ng mga cone, ang axis nito ay nakadirekta sa X-ray beam. Para sa imaging, ang isang makitid na strip ng X-ray film ay karaniwang ginagamit sa isang cylindrical cassette, at ang mga X-ray ay pinapalaganap kasama ang diameter sa pamamagitan ng mga butas sa pelikula. Ang debyegram na nakuha sa ganitong paraan (Larawan 8) ay naglalaman ng eksaktong impormasyon tungkol sa panahon d, i.e. tungkol sa istraktura ng kristal, ngunit hindi nagbibigay ng impormasyon na nilalaman ng Lauegram. Samakatuwid, ang parehong mga pamamaraan ay umakma sa bawat isa. Isaalang-alang natin ang ilang aplikasyon ng pamamaraang Debye-Scherrer.

Pagkilala sa mga elemento at compound ng kemikal. Mula sa anggulong q na tinutukoy mula sa Debyegram, maaaring kalkulahin ng isa ang interplanar distance d na katangian ng isang ibinigay na elemento o tambalan. Sa kasalukuyan, maraming mga talahanayan ng mga halaga ng d ang naipon, na ginagawang posible na makilala hindi lamang ang isa o isa pang elemento ng kemikal o tambalan, kundi pati na rin ang iba't ibang mga estado ng phase ng parehong sangkap, na hindi palaging nagbibigay ng pagsusuri ng kemikal. Posible rin na matukoy ang nilalaman ng pangalawang bahagi sa mga haluang panghalili na may mataas na katumpakan mula sa pagtitiwala ng panahon d sa konsentrasyon.
Pagsusuri ng stress. Mula sa sinusukat na pagkakaiba sa mga interplanar spacing para sa iba't ibang direksyon sa mga kristal, alam ang nababanat na modulus ng materyal, posible na kalkulahin ang mga maliliit na stress dito na may mataas na katumpakan.
Pag-aaral ng kagustuhang oryentasyon sa mga kristal. Kung ang maliliit na crystallites sa isang polycrystalline sample ay hindi ganap na random na nakatuon, kung gayon ang mga singsing sa Debyegram ay magkakaroon ng iba't ibang intensity. Sa pagkakaroon ng isang binibigkas na ginustong oryentasyon, ang intensity maxima ay puro sa mga indibidwal na mga spot sa imahe, na nagiging katulad ng imahe para sa isang solong kristal. Halimbawa, sa panahon ng malalim na malamig na pag-roll, ang isang metal sheet ay nakakakuha ng isang texture - isang binibigkas na oryentasyon ng mga crystallites. Ayon sa debaygram, maaaring hatulan ng isa ang likas na katangian ng malamig na pagtatrabaho ng materyal.
Pag-aaral ng mga laki ng butil. Kung ang laki ng butil ng polycrystal ay higit sa 10-3 cm, kung gayon ang mga linya sa Debyegram ay binubuo ng mga indibidwal na mga spot, dahil sa kasong ito ang bilang ng mga crystallites ay hindi sapat upang masakop ang buong hanay ng mga halaga ng mga anggulo q. Kung ang laki ng crystallite ay mas mababa sa 10-5 cm, ang mga linya ng diffraction ay nagiging mas malawak. Ang kanilang lapad ay inversely proportional sa laki ng mga crystallites. Ang pagpapalawak ay nangyayari para sa parehong dahilan na ang pagbaba sa bilang ng mga slits ay binabawasan ang resolution ng isang diffraction grating. Ginagawang posible ng X-ray radiation na matukoy ang mga laki ng butil sa hanay na 10-7-10-6 cm.
Mga pamamaraan para sa mga solong kristal. Upang ang diffraction ng isang kristal ay magbigay ng impormasyon hindi lamang tungkol sa spatial na panahon, kundi pati na rin tungkol sa oryentasyon ng bawat hanay ng mga diffracting na eroplano, ang mga pamamaraan ng isang umiikot na solong kristal ay ginagamit. Isang monochromatic X-ray beam ang insidente sa kristal. Ang kristal ay umiikot sa paligid ng pangunahing axis, kung saan ang mga Laue equation ay nasiyahan. Sa kasong ito, nagbabago ang anggulo q, na kasama sa formula ng Bragg-Wulf. Ang diffraction maxima ay matatagpuan sa intersection ng Laue diffraction cones na may cylindrical na ibabaw ng pelikula (Fig. 9). Ang resulta ay isang pattern ng diffraction ng uri na ipinapakita sa Fig. 10. Gayunpaman, posible ang mga komplikasyon dahil sa overlap ng iba't ibang mga order ng diffraction sa isang punto. Ang pamamaraan ay maaaring makabuluhang mapabuti kung, kasabay ng pag-ikot ng kristal, ang pelikula ay inilipat din sa isang tiyak na paraan.

Pag-aaral ng mga likido at gas. Ito ay kilala na ang mga likido, gas at amorphous na katawan ay walang tamang kristal na istraktura. Ngunit dito, din, mayroong isang kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo sa mga molekula, dahil sa kung saan ang distansya sa pagitan ng mga ito ay nananatiling halos pare-pareho, kahit na ang mga molekula mismo ay random na nakatuon sa espasyo. Ang ganitong mga materyales ay nagbibigay din ng isang pattern ng diffraction na may medyo maliit na bilang ng smeared maxima. Ang pagproseso ng naturang larawan sa pamamagitan ng mga modernong pamamaraan ay ginagawang posible upang makakuha ng impormasyon tungkol sa istraktura ng kahit na tulad ng mga di-kristal na materyales.
SPECTROCHEMICAL X-RAY ANALYSIS
Ilang taon pagkatapos ng pagkatuklas ng X-ray, natuklasan ni Ch. Barkla (1877-1944) na kapag kumikilos ang high-energy X-ray flux sa isang substance, nabubuo ang pangalawang fluorescent X-ray radiation, na katangian ng elemento. pinag-aaralan. Di-nagtagal pagkatapos noon, sinukat ni G. Moseley, sa isang serye ng kanyang mga eksperimento, ang mga wavelength ng pangunahing katangian ng X-ray radiation na nakuha sa pamamagitan ng pagbobomba ng elektron sa iba't ibang elemento, at ihinuha ang kaugnayan sa pagitan ng wavelength at ng atomic number. Ang mga eksperimentong ito, at ang pag-imbento ni Bragg ng X-ray spectrometer, ay naglatag ng pundasyon para sa spectrochemical X-ray analysis. Ang mga posibilidad ng X-ray para sa pagsusuri ng kemikal ay agad na nakilala. Ang mga spectrograph ay nilikha gamit ang pagpaparehistro sa isang photographic plate, kung saan ang sample na pinag-aaralan ay nagsilbing anode ng isang X-ray tube. Sa kasamaang palad, ang pamamaraan na ito ay naging napakahirap, at samakatuwid ay ginagamit lamang kapag ang mga karaniwang pamamaraan ng pagsusuri ng kemikal ay hindi naaangkop. Ang isang natitirang halimbawa ng makabagong pananaliksik sa larangan ng analytical X-ray spectroscopy ay ang pagtuklas noong 1923 nina G. Hevesy at D. Coster ng isang bagong elemento, ang hafnium. Ang pagbuo ng mga high-power na X-ray tubes para sa radiography at mga sensitibong detector para sa radiochemical measurements noong World War II ay higit na nag-ambag sa mabilis na paglaki ng X-ray spectrography sa mga sumusunod na taon. Ang pamamaraang ito ay naging laganap dahil sa bilis, kaginhawahan, hindi mapanirang katangian ng pagsusuri at ang posibilidad ng buo o bahagyang automation. Naaangkop ito sa mga problema ng quantitative at qualitative analysis ng lahat ng elemento na may atomic number na higit sa 11 (sodium). At kahit na ang X-ray spectrochemical analysis ay karaniwang ginagamit upang matukoy ang pinakamahalagang bahagi sa isang sample (mula sa 0.1-100%), sa ilang mga kaso ito ay angkop para sa mga konsentrasyon ng 0.005% at kahit na mas mababa.
X-ray spectrometer. Ang isang modernong X-ray spectrometer ay binubuo ng tatlong pangunahing sistema (Larawan 11): mga sistema ng paggulo, i.e. x-ray tube na may anode na gawa sa tungsten o iba pang refractory na materyal at isang power supply; mga sistema ng pagsusuri, i.e. isang kristal na analyzer na may dalawang multi-slit collimator, pati na rin ang isang spectrogoniometer para sa fine adjustment; at mga sistema ng pagpaparehistro na may Geiger o proportional o scintillation counter, pati na rin isang rectifier, amplifier, counter at isang chart recorder o iba pang recording device.

X-ray fluorescent analysis. Ang nasuri na sample ay matatagpuan sa landas ng mga kapana-panabik na x-ray. Ang rehiyon ng sample na susuriin ay karaniwang ibinubukod ng isang maskara na may butas ng nais na diameter, at ang radiation ay dumadaan sa isang collimator na bumubuo ng isang parallel beam. Sa likod ng kristal na analyzer, ang isang slit collimator ay naglalabas ng diffracted radiation para sa detector. Karaniwan, ang pinakamataas na anggulo q ay limitado sa 80-85°, upang ang mga X-ray lamang na ang haba ng daluyong l ay nauugnay sa interplanar na distansya d ng hindi pagkakapantay-pantay na l ang maaaring mag-diffract sa kristal ng analyzer. X-ray microanalysis. Ang flat analyzer crystal spectrometer na inilarawan sa itaas ay maaaring iakma para sa microanalysis. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng paghihigpit sa alinman sa pangunahing x-ray beam o pangalawang beam na ibinubuga ng sample. Gayunpaman, ang pagbaba sa epektibong sukat ng sample o ang radiation aperture ay humahantong sa pagbaba sa intensity ng naitala na diffracted radiation. Ang isang pagpapabuti sa pamamaraang ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng isang curved crystal spectrometer, na ginagawang posible na magrehistro ng isang kono ng divergent radiation, at hindi lamang radiation na kahanay sa axis ng collimator. Sa ganitong spectrometer, maaaring makilala ang mga particle na mas maliit sa 25 µm. Ang isang mas malaking pagbawas sa laki ng nasuri na sample ay nakakamit sa X-ray electron probe microanalyzer na imbento ni R. Kasten. Dito, ang isang mataas na nakatutok na electron beam ay nakakaganyak sa katangian ng X-ray na paglabas ng sample, na pagkatapos ay sinusuri ng isang bent-crystal spectrometer. Gamit ang naturang aparato, posible na makita ang mga halaga ng isang sangkap ng pagkakasunud-sunod ng 10-14 g sa isang sample na may diameter na 1 μm. Ang mga pag-install na may pag-scan ng electron beam ng sample ay binuo din, sa tulong kung saan posible na makakuha ng dalawang-dimensional na pattern ng pamamahagi sa sample ng elemento na ang katangian ng radiation ay nakatutok sa spectrometer.
MEDICAL X-RAY DIAGNOSIS
Ang pag-unlad ng teknolohiya ng x-ray ay makabuluhang nabawasan ang oras ng pagkakalantad at pinahusay ang kalidad ng mga larawan, na nagpapahintulot sa kahit na malambot na mga tisyu na mapag-aralan.
Fluorography. Ang pamamaraang diagnostic na ito ay binubuo sa pagkuha ng larawan ng anino mula sa isang translucent na screen. Ang pasyente ay inilalagay sa pagitan ng x-ray source at ng flat screen ng phosphor (karaniwan ay cesium iodide), na kumikinang kapag na-expose sa x-ray. Ang mga biological na tisyu na may iba't ibang antas ng density ay lumilikha ng mga anino ng X-ray radiation na may iba't ibang antas ng intensity. Sinusuri ng isang radiologist ang isang imahe ng anino sa isang fluorescent screen at gumawa ng diagnosis. Noong nakaraan, umaasa ang isang radiologist sa paningin upang pag-aralan ang isang imahe. Ngayon ay may iba't ibang mga sistema na nagpapalaki ng imahe, ipinapakita ito sa isang screen ng telebisyon o nagtatala ng data sa memorya ng computer.
Radiography. Ang pagtatala ng isang x-ray na imahe nang direkta sa photographic film ay tinatawag na radiography. Sa kasong ito, ang organ na pinag-aaralan ay matatagpuan sa pagitan ng X-ray source at ng pelikula, na kumukuha ng impormasyon tungkol sa estado ng organ sa isang partikular na oras. Ginagawang posible ng paulit-ulit na radiography na hatulan ang karagdagang ebolusyon nito. Binibigyang-daan ka ng radiography na napakatumpak na suriin ang integridad ng tissue ng buto, na pangunahing binubuo ng calcium at malabo sa x-ray, pati na rin ang pagkawasak ng kalamnan tissue. Sa tulong nito, mas mahusay kaysa sa isang stethoscope o pakikinig, ang kalagayan ng mga baga ay sinusuri sa kaso ng pamamaga, tuberculosis, o pagkakaroon ng likido. Sa tulong ng radiography, ang laki at hugis ng puso, pati na rin ang dynamics ng mga pagbabago nito sa mga pasyente na nagdurusa sa sakit sa puso, ay tinutukoy.
mga ahente ng kaibahan. Ang mga bahagi ng katawan at mga cavity ng mga indibidwal na organo na transparent sa X-ray ay makikita kung sila ay puno ng isang contrast agent na hindi nakakapinsala sa katawan, ngunit pinapayagan ang isa na makita ang hugis ng mga panloob na organo at suriin ang kanilang paggana. Ang pasyente ay maaaring umiinom ng mga contrast agent nang pasalita (tulad ng mga barium salt sa pag-aaral ng gastrointestinal tract), o ang mga ito ay ibinibigay sa intravenously (tulad ng mga solusyon na naglalaman ng iodine sa pag-aaral ng mga bato at urinary tract). Sa mga nagdaang taon, gayunpaman, ang mga pamamaraang ito ay pinalitan ng mga diagnostic na pamamaraan batay sa paggamit ng radioactive atoms at ultrasound.
CT scan. Noong 1970s, isang bagong paraan ng X-ray diagnostics ang binuo, batay sa kumpletong litrato ng katawan o mga bahagi nito. Ang mga larawan ng mga manipis na layer ("mga hiwa") ay pinoproseso ng isang computer, at ang huling larawan ay ipinapakita sa screen ng monitor. Ang pamamaraang ito ay tinatawag na computed x-ray tomography. Ito ay malawakang ginagamit sa modernong gamot para sa pag-diagnose ng mga infiltrate, tumor at iba pang mga sakit sa utak, pati na rin para sa pag-diagnose ng mga sakit ng malambot na mga tisyu sa loob ng katawan. Ang diskarteng ito ay hindi nangangailangan ng pagpapakilala ng mga dayuhang ahente ng kaibahan at samakatuwid ay mas mabilis at mas epektibo kaysa sa mga tradisyonal na pamamaraan.
BIOLOHIKAL NA PAGKILOS NG X-RAY RADIATION
Ang mapaminsalang biyolohikal na epekto ng X-ray radiation ay natuklasan ilang sandali matapos itong matuklasan ni Roentgen. Ito ay naka-out na ang bagong radiation ay maaaring maging sanhi ng isang bagay tulad ng isang matinding sunburn (erythema), na sinamahan, gayunpaman, sa pamamagitan ng mas malalim at mas permanenteng pinsala sa balat. Ang paglitaw ng mga ulser ay madalas na nagiging kanser. Sa maraming kaso, kailangang putulin ang mga daliri o kamay. May mga namatay din. Napag-alaman na ang mga sugat sa balat ay maiiwasan sa pamamagitan ng pagbabawas ng oras at dosis ng pagkakalantad, gamit ang shielding (hal. lead) at remote control. Ngunit unti-unting nahayag ang iba, mas pangmatagalang epekto ng pagkakalantad sa X-ray, na pagkatapos ay nakumpirma at pinag-aralan sa mga eksperimentong hayop. Ang mga epekto dahil sa pagkilos ng X-ray, pati na rin ang iba pang mga ionizing radiation (tulad ng gamma radiation na ibinubuga ng mga radioactive na materyales) ay kinabibilangan ng: 1) pansamantalang pagbabago sa komposisyon ng dugo pagkatapos ng medyo maliit na labis na pagkakalantad; 2) hindi maibabalik na mga pagbabago sa komposisyon ng dugo (hemolytic anemia) pagkatapos ng matagal na labis na pagkakalantad; 3) isang pagtaas sa saklaw ng kanser (kabilang ang leukemia); 4) mas mabilis na pagtanda at maagang pagkamatay; 5) ang paglitaw ng mga katarata. Bilang karagdagan, ang mga biological na eksperimento sa mga daga, kuneho at langaw (Drosophila) ay nagpakita na kahit na ang maliit na dosis ng sistematikong pag-iilaw ng malalaking populasyon, dahil sa pagtaas ng rate ng mutation, ay humantong sa mga nakakapinsalang genetic effect. Karamihan sa mga geneticist ay kinikilala ang pagiging angkop ng mga datos na ito sa katawan ng tao. Tulad ng para sa biological na epekto ng X-ray radiation sa katawan ng tao, ito ay tinutukoy ng antas ng dosis ng radiation, pati na rin kung saan ang partikular na organ ng katawan ay nalantad sa radiation. Halimbawa, ang mga sakit sa dugo ay sanhi ng pag-iilaw ng mga hematopoietic na organo, pangunahin ang utak ng buto, at mga genetic na kahihinatnan - sa pamamagitan ng pag-iilaw ng mga genital organ, na maaari ring humantong sa sterility. Ang akumulasyon ng kaalaman tungkol sa mga epekto ng X-ray sa katawan ng tao ay humantong sa pagbuo ng mga pambansa at internasyonal na pamantayan para sa mga pinahihintulutang dosis ng pagkakalantad, na inilathala sa iba't ibang mga publikasyong sanggunian. Bilang karagdagan sa X-ray, na sadyang ginagamit ng mga tao, mayroon ding tinatawag na nakakalat, side radiation na nangyayari sa iba't ibang dahilan, halimbawa, dahil sa pagkalat dahil sa di-kasakdalan ng lead protective screen, na hindi ganap na sumipsip ng radiation na ito. Bilang karagdagan, maraming mga de-koryenteng aparato na hindi idinisenyo upang makagawa ng mga X-ray gayunpaman ay bumubuo ng mga X-ray bilang isang by-product. Kasama sa mga naturang device ang mga electron microscope, high-voltage rectifier lamp (kenotrons), pati na rin ang mga kinescope ng mga lumang color television. Ang produksyon ng mga modernong color kinescope sa maraming bansa ay nasa ilalim na ng kontrol ng gobyerno.
MGA MAPAHATANG SALIK NG X-RAY RADIATION
Ang mga uri at antas ng panganib ng pagkakalantad sa X-ray para sa mga tao ay nakasalalay sa contingent ng mga taong nalantad sa radiation.
Mga propesyonal na nagtatrabaho sa x-ray na kagamitan. Kasama sa kategoryang ito ang mga radiologist, dentista, gayundin ang mga manggagawang siyentipiko at teknikal at mga tauhan na nagpapanatili at gumagamit ng kagamitan sa x-ray. Ang mga mabisang hakbang ay ginagawa upang mabawasan ang mga antas ng radiation na kailangan nilang harapin.
Mga pasyente. Walang mahigpit na pamantayan dito, at ang ligtas na antas ng radiation na natatanggap ng mga pasyente sa panahon ng paggamot ay tinutukoy ng mga dumadating na manggagamot. Pinapayuhan ang mga doktor na huwag ilantad ang mga pasyente sa x-ray nang hindi kinakailangan. Ang partikular na pag-iingat ay dapat gawin kapag sinusuri ang mga buntis na kababaihan at mga bata. Sa kasong ito, ang mga espesyal na hakbang ay kinuha.
Mga paraan ng pagkontrol. Mayroong tatlong aspeto dito:
1) pagkakaroon ng sapat na kagamitan, 2) pagpapatupad ng mga regulasyong pangkaligtasan, 3) wastong paggamit ng kagamitan. Sa pagsusuri sa x-ray, tanging ang nais na lugar lamang ang dapat malantad sa radiation, maging ito ay mga pagsusuri sa ngipin o mga pagsusuri sa baga. Tandaan na kaagad pagkatapos patayin ang X-ray apparatus, ang parehong pangunahin at pangalawang radiation ay nawawala; wala ring natitirang radiation, na hindi palaging nalalaman kahit na sa mga direktang konektado dito sa kanilang trabaho.
Tingnan din
ISTRUKTURA NG ATOM;

Ang siyentipikong Aleman na si Wilhelm Conrad Roentgen ay maaaring maituring na tagapagtatag ng radiography at ang nakatuklas ng mga pangunahing tampok ng X-ray.

Noon pa man noong 1895, hindi man lang niya pinaghihinalaan ang lawak ng aplikasyon at katanyagan ng X-radiation na natuklasan niya, kahit na noon pa man ay nagtaas sila ng malawak na resonance sa mundo ng agham.

Hindi malamang na mahulaan ng imbentor kung ano ang pakinabang o pinsalang idudulot ng bunga ng kanyang aktibidad. Ngunit ngayon ay susubukan nating alamin kung ano ang epekto ng ganitong uri ng radiation sa katawan ng tao.

Ang X-radiation ay pinagkalooban ng isang malaking penetrating power, ngunit ito ay depende sa wavelength at density ng materyal na irradiated;
sa ilalim ng impluwensya ng radiation, ang ilang mga bagay ay nagsisimulang lumiwanag;
ang x-ray ay nakakaapekto sa mga nabubuhay na nilalang;
salamat sa X-ray, ang ilang mga biochemical reaksyon ay nagsisimulang mangyari;
Ang isang x-ray beam ay maaaring kumuha ng mga electron mula sa ilang mga atomo at sa gayon ay ionize ang mga ito.

Kahit na ang imbentor mismo ay pangunahing nag-aalala sa tanong kung ano nga ba ang mga sinag na natuklasan niya.

Matapos ang isang buong serye ng mga eksperimentong pag-aaral, nalaman ng siyentipiko na ang X-ray ay mga intermediate wave sa pagitan ng ultraviolet at gamma radiation, ang haba nito ay 10 -8 cm.

Ang mga katangian ng X-ray beam, na nakalista sa itaas, ay may mga mapanirang katangian, ngunit hindi nito pinipigilan ang mga ito na magamit para sa mga kapaki-pakinabang na layunin.

Kaya't saan sa modernong mundo maaaring gamitin ang X-ray?

Magagamit ang mga ito upang pag-aralan ang mga katangian ng maraming molekula at mala-kristal na pormasyon.
Para sa pagtuklas ng kapintasan, iyon ay, upang suriin ang mga pang-industriyang bahagi at aparato para sa mga depekto.
Sa industriya ng medikal at panterapeutika na pananaliksik.

Dahil sa maikling haba ng buong hanay ng mga alon na ito at ang kanilang mga natatanging katangian, naging posible ang pinakamahalagang aplikasyon ng radiation na natuklasan ni Wilhelm Roentgen.

Dahil ang paksa ng aming artikulo ay limitado sa epekto ng X-ray sa katawan ng tao, na nakatagpo lamang sa kanila kapag pupunta sa ospital, pagkatapos ay isasaalang-alang lamang namin ang sangay ng aplikasyon na ito.

Ang siyentipiko na nag-imbento ng X-ray ay ginawa silang isang napakahalagang regalo para sa buong populasyon ng Earth, dahil hindi niya pinatent ang kanyang mga supling para sa karagdagang paggamit.

Mula noong Unang Digmaang Pandaigdig, ang mga portable X-ray machine ay nagligtas ng daan-daang mga sugatang buhay. Ngayon, ang X-ray ay may dalawang pangunahing aplikasyon:

Diagnosis dito.

Ang mga diagnostic ng X-ray ay ginagamit sa iba't ibang mga opsyon:

X-ray o transilumination;
x-ray o litrato;
pag-aaral ng fluorographic;
tomography gamit ang x-ray.

Ngayon kailangan nating maunawaan kung paano naiiba ang mga pamamaraang ito sa bawat isa:

Ipinapalagay ng unang paraan na ang paksa ay matatagpuan sa pagitan ng isang espesyal na screen na may fluorescent property at isang X-ray tube. Ang doktor, batay sa mga indibidwal na katangian, ay pinipili ang kinakailangang lakas ng mga sinag at tumatanggap ng isang imahe ng mga buto at panloob na organo sa screen.
Sa pangalawang paraan, ang pasyente ay inilalagay sa isang espesyal na x-ray film sa isang cassette. Sa kasong ito, ang kagamitan ay inilalagay sa itaas ng tao. Ang diskarteng ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng isang imahe sa negatibo, ngunit may mas pinong mga detalye kaysa sa fluoroscopy.
Ang mass examinations ng populasyon para sa sakit sa baga ay nagbibigay-daan para sa fluorography. Sa oras ng pamamaraan, ang imahe ay inilipat mula sa isang malaking monitor sa isang espesyal na pelikula.
Binibigyang-daan ka ng Tomography na makakuha ng mga larawan ng mga panloob na organo sa ilang mga seksyon. Isang buong serye ng mga larawan ang kinunan, na pagkatapos nito ay tinutukoy bilang tomogram.
Kung ikinonekta mo ang tulong ng isang computer sa nakaraang pamamaraan, ang mga dalubhasang programa ay lilikha ng isang kumpletong imahe na ginawa gamit ang isang x-ray scanner.

Ang lahat ng mga pamamaraang ito ng pag-diagnose ng mga problema sa kalusugan ay batay sa natatanging katangian ng X-ray upang sindihan ang photographic film. Kasabay nito, ang kakayahang tumagos ng inert at iba pang mga tisyu ng ating katawan ay iba, na ipinapakita sa larawan.

Matapos ang isa pang pag-aari ng X-ray upang maimpluwensyahan ang mga tisyu mula sa isang biological na pananaw ay natuklasan, ang tampok na ito ay nagsimulang aktibong gamitin sa tumor therapy.

Ang mga cell, lalo na ang mga malignant, ay mabilis na nahati, at ang ionizing property ng radiation ay may positibong epekto sa therapeutic therapy at nagpapabagal sa paglaki ng tumor.

Ngunit ang kabilang panig ng barya ay ang negatibong epekto ng x-ray sa mga selula ng hematopoietic, endocrine at immune system, na mabilis ding nahahati. Bilang resulta ng negatibong impluwensya ng X-ray, ang radiation sickness ay nagpapakita mismo.

Ang epekto ng x-ray sa katawan ng tao

Literal na kaagad pagkatapos ng isang malakas na pagtuklas sa mundo ng siyentipiko, nalaman na ang X-ray ay maaaring makaapekto sa katawan ng tao:

Sa kurso ng pananaliksik sa mga katangian ng X-ray, lumabas na sila ay may kakayahang magdulot ng mga paso sa balat. Tunay na katulad sa thermal. Gayunpaman, ang lalim ng sugat ay higit na mas malaki kaysa sa mga pinsala sa tahanan, at sila ay gumaling nang mas malala. Maraming mga siyentipiko na nakikitungo sa mga mapanlinlang na radiation na ito ang nawalan ng mga daliri.
Sa pamamagitan ng pagsubok at pagkakamali, nalaman na kung bawasan mo ang oras at baging ng endowment, maiiwasan ang pagkasunog. Nang maglaon, nagsimulang gumamit ng mga lead screen at ang malayong paraan ng pag-irradiate ng mga pasyente.
Ang pang-matagalang pananaw ng nakakapinsalang mga sinag ay nagpapakita na ang mga pagbabago sa komposisyon ng dugo pagkatapos ng pag-iilaw ay humahantong sa leukemia at maagang pagtanda.
Ang antas ng kalubhaan ng epekto ng X-ray sa katawan ng tao ay direktang nakasalalay sa irradiated organ. Kaya, sa X-ray ng maliit na pelvis, maaaring mangyari ang kawalan ng katabaan, at sa pagsusuri ng mga hematopoietic na organo - mga sakit sa dugo.
Kahit na ang pinakamaliit na pagkakalantad, ngunit sa mahabang panahon, ay maaaring humantong sa mga pagbabago sa antas ng genetic.

Siyempre, ang lahat ng mga pag-aaral ay isinagawa sa mga hayop, ngunit napatunayan ng mga siyentipiko na ang mga pagbabago sa pathological ay mailalapat din sa mga tao.

MAHALAGA! Batay sa nakuhang data, binuo ang mga pamantayan sa pagkakalantad ng X-ray, na pare-pareho sa buong mundo.

Mga dosis ng x-ray para sa diagnosis

Marahil, lahat ng umalis sa opisina ng doktor pagkatapos ng x-ray ay nagtataka kung paano makakaapekto ang pamamaraang ito sa kanilang kalusugan sa hinaharap?

Umiiral din ang pagkakalantad ng radyasyon sa kalikasan at nakakaharap natin ito araw-araw. Upang gawing mas madaling maunawaan kung paano nakakaapekto ang x-ray sa ating katawan, inihahambing namin ang pamamaraang ito sa natural na radiation na natanggap:

sa isang x-ray ng dibdib, ang isang tao ay tumatanggap ng isang dosis ng radiation na katumbas ng 10 araw ng pagkakalantad sa background, at ang tiyan o bituka - 3 taon;
tomogram sa computer ng cavity ng tiyan o buong katawan - katumbas ng 3 taon ng radiation;
pagsusuri sa x-ray ng dibdib - 3 buwan;
limbs ay irradiated, halos walang pinsala sa kalusugan;
dental x-ray dahil sa tumpak na direksyon ng beam beam at hindi rin delikado ang minimum exposure time.

MAHALAGA! Sa kabila ng katotohanan na ang ibinigay na data, gaano man ito nakakatakot, ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa internasyonal. Gayunpaman, ang pasyente ay may lahat ng karapatan na humingi ng karagdagang paraan ng proteksyon sa kaso ng matinding takot para sa kanyang kagalingan.

Lahat tayo ay nahaharap sa pagsusuri sa x-ray, at higit sa isang beses. Gayunpaman, ang isang kategorya ng mga tao sa labas ng mga iniresetang pamamaraan ay mga buntis na kababaihan.

Ang katotohanan ay ang X-ray ay lubhang nakakaapekto sa kalusugan ng hindi pa isinisilang na bata. Ang mga alon na ito ay maaaring magdulot ng intrauterine malformations bilang resulta ng epekto sa mga chromosome.

MAHALAGA! Ang pinaka-mapanganib na panahon para sa x-ray ay pagbubuntis bago ang 16 na linggo. Sa panahong ito, ang pinaka-mahina ay ang pelvic, abdominal at vertebral regions ng sanggol.

Dahil alam ang negatibong katangiang ito ng x-ray, sinisikap ng mga doktor sa buong mundo na iwasan ang pagrereseta nito para sa mga buntis na kababaihan.

Ngunit may iba pang pinagmumulan ng radiation na maaaring makaharap ng isang buntis:

mga mikroskopyo na pinapagana ng kuryente;
kulay na monitor ng TV.

Ang mga naghahanda na maging isang ina ay dapat magkaroon ng kamalayan sa panganib na naghihintay sa kanila. Sa panahon ng paggagatas, ang X-ray ay hindi nagbabanta sa katawan ng nagpapasuso at ng sanggol.

Paano ang pagkatapos ng x-ray?

Kahit na ang pinakamaliit na epekto ng pagkakalantad sa X-ray ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pagsunod sa ilang simpleng rekomendasyon:

uminom kaagad ng gatas pagkatapos ng pamamaraan. Tulad ng alam mo, nagagawa nitong alisin ang radiation;
ang tuyong puting alak o katas ng ubas ay may parehong mga katangian;
ito ay kanais-nais sa una upang kumain ng higit pang mga pagkain na naglalaman ng yodo.

MAHALAGA! Hindi ka dapat gumamit ng anumang medikal na pamamaraan o gumamit ng mga medikal na pamamaraan pagkatapos bumisita sa x-ray room.

Gaano man negatibo ang mga katangian ng minsang natuklasang X-ray, ang mga benepisyo ng paggamit ng mga ito ay mas malaki kaysa sa pinsala. Sa mga institusyong medikal, ang pamamaraan ng transillumination ay isinasagawa nang mabilis at may kaunting dosis.

Noong 1895, natuklasan ng German physicist na si W. Roentgen ang isang bago, dati nang hindi kilalang uri ng electromagnetic radiation, na pinangalanang X-ray bilang parangal sa nakatuklas nito. Si W. Roentgen ay naging may-akda ng kanyang pagtuklas sa edad na 50, hawak ang posisyon ng rektor ng Unibersidad ng Würzburg at may reputasyon bilang isa sa mga pinakamahusay na eksperimento sa kanyang panahon. Isa sa mga unang nakahanap ng teknikal na aplikasyon para sa pagtuklas ni Roentgen ay ang American Edison. Gumawa siya ng isang madaling gamiting demonstration apparatus at na noong Mayo 1896 ay nag-organisa ng isang X-ray exhibition sa New York, kung saan ang mga bisita ay maaaring tumingin sa kanilang sariling mga kamay sa isang makinang na screen. Matapos mamatay ang katulong ni Edison mula sa matinding paso na natanggap niya mula sa patuloy na mga demonstrasyon, itinigil ng imbentor ang karagdagang mga eksperimento sa X-ray.

Ang X-ray radiation ay nagsimulang gamitin sa medisina dahil sa mataas na lakas ng pagtagos nito. Sa una, ang X-ray ay ginamit upang suriin ang mga bali ng buto at hanapin ang mga banyagang katawan sa katawan ng tao. Sa kasalukuyan, mayroong ilang mga pamamaraan batay sa X-ray. Ngunit ang mga pamamaraang ito ay may mga kakulangan: ang radiation ay maaaring magdulot ng malalim na pinsala sa balat. Ang paglitaw ng mga ulser ay madalas na nagiging kanser. Sa maraming kaso, kailangang putulin ang mga daliri o kamay. Fluoroscopy(kasingkahulugan ng translucence) ay isa sa mga pangunahing pamamaraan ng pagsusuri sa X-ray, na binubuo sa pagkuha ng isang planar na positibong imahe ng bagay na pinag-aaralan sa isang translucent (fluorescent) na screen. Sa panahon ng fluoroscopy, ang paksa ay nasa pagitan ng isang translucent na screen at isang x-ray tube. Sa modernong X-ray translucent na mga screen, ang imahe ay lilitaw sa sandaling naka-on ang X-ray tube at agad na mawawala pagkatapos itong i-off. Ginagawang posible ng fluoroscopy na pag-aralan ang pag-andar ng organ - pulsation ng puso, paggalaw ng paghinga ng mga tadyang, baga, dayapragm, peristalsis ng digestive tract, atbp. Ang fluoroscopy ay ginagamit sa paggamot ng mga sakit ng tiyan, gastrointestinal tract, duodenum, mga sakit sa atay, gallbladder at biliary tract. Kasabay nito, ang medikal na probe at manipulator ay ipinasok nang walang pinsala sa tissue, at ang mga aksyon sa panahon ng operasyon ay kinokontrol ng fluoroscopy at nakikita sa monitor.
Radiography - paraan ng X-ray diagnostic na may pagpaparehistro ng isang nakapirming imahe sa isang photosensitive na materyal - espesyal. photographic film (X-ray film) o photographic na papel na may kasunod na pagpoproseso ng larawan; Sa digital radiography, ang imahe ay naayos sa memorya ng computer. Ginagawa ito sa mga X-ray diagnostic device - nakatigil, naka-install sa mga espesyal na kagamitang X-ray room, o mobile at portable - sa gilid ng kama ng pasyente o sa operating room. Sa radiographs, ang mga elemento ng mga istruktura ng iba't ibang mga organo ay ipinapakita nang mas malinaw kaysa sa isang fluorescent screen. Isinasagawa ang radiography upang makita at maiwasan ang iba't ibang mga sakit, ang pangunahing layunin nito ay tulungan ang mga doktor ng iba't ibang mga specialty nang tama at mabilis na gumawa ng diagnosis. Ang isang x-ray na imahe ay kumukuha ng estado ng isang organ o tissue lamang sa oras ng pagkakalantad. Gayunpaman, ang isang solong radiograph ay kumukuha lamang ng mga anatomikal na pagbabago sa isang tiyak na sandali, nagbibigay ito ng mga estatika ng proseso; sa pamamagitan ng isang serye ng mga radiograph na kinuha sa ilang mga agwat, posible na pag-aralan ang dinamika ng proseso, iyon ay, mga pagbabago sa pagganap. Tomography. Ang salitang tomography ay maaaring isalin mula sa Griyego bilang hiwa ng imahe. Nangangahulugan ito na ang layunin ng tomography ay upang makakuha ng isang layered na imahe ng panloob na istraktura ng object ng pag-aaral. Ang computed tomography ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na resolusyon, na ginagawang posible na makilala ang mga banayad na pagbabago sa malambot na mga tisyu. Pinapayagan ng CT na makita ang mga naturang proseso ng pathological na hindi matukoy ng iba pang mga pamamaraan. Bilang karagdagan, ang paggamit ng CT ay ginagawang posible upang mabawasan ang dosis ng X-ray radiation na natanggap ng mga pasyente sa panahon ng diagnostic na proseso.
Fluorography- isang paraan ng diagnostic na nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng isang imahe ng mga organo at tisyu, ay binuo sa pagtatapos ng ika-20 siglo, isang taon pagkatapos matuklasan ang mga X-ray. Sa mga larawan maaari mong makita ang sclerosis, fibrosis, mga dayuhang bagay, neoplasms, pamamaga na may isang binuo na antas, ang pagkakaroon ng mga gas at infiltrate sa mga cavity, abscesses, cysts, at iba pa. Kadalasan, ang isang x-ray ng dibdib ay ginaganap, na nagbibigay-daan upang makita ang tuberculosis, isang malignant na tumor sa baga o dibdib, at iba pang mga pathologies.
X-ray therapy- Ito ay isang modernong paraan kung saan ang paggamot ng ilang mga pathologies ng mga joints ay ginaganap. Ang mga pangunahing direksyon ng paggamot ng mga sakit sa orthopaedic sa pamamagitan ng pamamaraang ito ay: Talamak. Mga nagpapaalab na proseso ng mga kasukasuan (arthritis, polyarthritis); Degenerative (osteoarthritis, osteochondrosis, deforming spondylosis). Ang layunin ng radiotherapy ay ang pagsugpo sa mahahalagang aktibidad ng mga selula ng mga pathologically altered na mga tisyu o ang kanilang kumpletong pagkawasak. Sa mga non-tumor na sakit, ang X-ray therapy ay naglalayong sugpuin ang nagpapasiklab na reaksyon, inhibiting proliferative proseso, pagbabawas ng sakit sensitivity at secretory aktibidad ng mga glandula. Dapat tandaan na ang mga glandula ng kasarian, mga hematopoietic na organo, mga leukocytes, at mga malignant na selulang tumor ay pinakasensitibo sa X-ray. Ang dosis ng radiation sa bawat kaso ay tinutukoy nang paisa-isa.

Para sa pagtuklas ng X-ray, si Roentgen ay ginawaran ng unang Nobel Prize sa Physics noong 1901, at binigyang-diin ng Komite ng Nobel ang praktikal na kahalagahan ng kanyang pagtuklas.
Kaya, ang X-ray ay invisible electromagnetic radiation na may wavelength na 105 - 102 nm. Ang mga X-ray ay maaaring tumagos sa ilang mga materyales na malabo sa nakikitang liwanag. Ang mga ito ay ibinubuga sa panahon ng pagbabawas ng bilis ng mga mabibilis na electron sa bagay (patuloy na spectrum) at sa panahon ng mga transisyon ng mga electron mula sa mga panlabas na electron shell ng atom patungo sa mga panloob (linear spectrum). Ang mga pinagmumulan ng X-ray radiation ay: X-ray tube, ilang radioactive isotopes, accelerators at accumulators ng mga electron (synchrotron radiation). Mga Receiver - pelikula, luminescent screen, nuclear radiation detector. Ginagamit ang mga X-ray sa pagsusuri ng X-ray diffraction, gamot, pagtuklas ng kapintasan, pagsusuri ng spectral ng X-ray, atbp.

Ang modernong gamot ay gumagamit ng maraming manggagamot para sa pagsusuri at therapy. Ang ilan sa mga ito ay ginamit kamakailan, habang ang iba ay isinagawa nang higit sa isang dosenang o kahit na daan-daang taon. Gayundin, isang daan at sampung taon na ang nakalilipas, natuklasan ni William Conrad Roentgen ang kamangha-manghang mga X-ray, na nagdulot ng isang makabuluhang resonance sa mundo ng siyentipiko at medikal. At ngayon ginagamit ito ng mga doktor sa buong planeta sa kanilang pagsasanay. Ang paksa ng pag-uusap natin ngayon ay X-ray sa medisina, tatalakayin natin ang kanilang aplikasyon nang mas detalyado.

Ang X-ray ay isa sa mga uri ng electromagnetic radiation. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng makabuluhang mga katangian ng pagtagos, na nakasalalay sa haba ng daluyong ng radiation, pati na rin sa density at kapal ng mga irradiated na materyales. Bilang karagdagan, ang X-ray ay maaaring maging sanhi ng pagkinang ng isang bilang ng mga sangkap, makaapekto sa mga buhay na organismo, mag-ionize ng mga atomo, at mag-catalyze din ng ilang mga photochemical reaction.

Ang paggamit ng X-ray sa medisina

Sa ngayon, ang mga katangian ng x-ray ay nagpapahintulot sa kanila na malawakang magamit sa x-ray diagnostics at x-ray therapy.

Mga diagnostic ng X-ray

Ang mga diagnostic ng X-ray ay ginagamit kapag nagsasagawa ng:

X-ray (paghahatid);
- radiography (larawan);
- fluorography;
- X-ray at computed tomography.

Fluoroscopy

Upang magsagawa ng naturang pag-aaral, kailangang iposisyon ng pasyente ang kanyang sarili sa pagitan ng X-ray tube at isang espesyal na fluorescent screen. Pinipili ng isang espesyalistang radiologist ang kinakailangang tigas ng X-ray, na tumatanggap sa screen ng larawan ng mga panloob na organo, pati na rin ang mga tadyang.

Radiography

Para sa pag-aaral na ito, ang pasyente ay inilalagay sa isang cassette na naglalaman ng isang espesyal na pelikula. Ang X-ray machine ay direktang inilalagay sa itaas ng bagay. Bilang resulta, ang isang negatibong imahe ng mga panloob na organo ay lilitaw sa pelikula, na naglalaman ng isang bilang ng mga pinong detalye, na mas detalyado kaysa sa panahon ng isang fluoroscopic na pagsusuri.

Fluorography

Ang pag-aaral na ito ay isinasagawa sa panahon ng mass medical examinations ng populasyon, kabilang ang para sa pagtuklas ng tuberculosis. Kasabay nito, ang isang larawan mula sa isang malaking screen ay pinalabas sa isang espesyal na pelikula.

Tomography

Kapag nagsasagawa ng tomography, ang mga computer beam ay nakakatulong upang makakuha ng mga larawan ng mga organo sa ilang mga lugar nang sabay-sabay: sa mga espesyal na napiling transverse na mga seksyon ng tissue. Ang serye ng x-ray na ito ay tinatawag na tomogram.

Computed tomogram

Ang ganitong pag-aaral ay nagpapahintulot sa iyo na magrehistro ng mga seksyon ng katawan ng tao sa pamamagitan ng paggamit ng X-ray scanner. Matapos maipasok ang data sa computer, pagkuha ng isang larawan sa cross section.

Ang bawat isa sa mga nakalistang pamamaraan ng diagnostic ay batay sa mga katangian ng X-ray beam upang maipaliwanag ang pelikula, gayundin sa katotohanan na ang mga tisyu ng tao at balangkas ng buto ay naiiba sa iba't ibang pagkamatagusin sa kanilang mga epekto.

X-ray therapy

Ang kakayahan ng X-ray na maimpluwensyahan ang mga tisyu sa isang espesyal na paraan ay ginagamit upang gamutin ang mga pagbuo ng tumor. Kasabay nito, ang mga katangian ng ionizing ng radiation na ito ay lalong aktibong napapansin kapag nakalantad sa mga cell na may kakayahang mabilis na paghahati. Ito ang mga katangiang ito na nakikilala ang mga selula ng malignant na oncological formations.

Gayunpaman, nararapat na tandaan na ang X-ray therapy ay maaaring maging sanhi ng maraming malubhang epekto. Ang ganitong epekto ay agresibong nakakaapekto sa estado ng hematopoietic, endocrine at immune system, ang mga selula na kung saan ay mabilis ding nahahati. Ang agresibong impluwensya sa kanila ay maaaring magdulot ng mga senyales ng radiation sickness.

Ang epekto ng X-ray radiation sa mga tao

Sa panahon ng pag-aaral ng x-ray, natuklasan ng mga doktor na maaari silang humantong sa mga pagbabago sa balat na kahawig ng sunburn, ngunit sinamahan ng mas malalim na pinsala sa balat. Ang ganitong mga ulser ay gumagaling nang napakatagal. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang mga naturang sugat ay maiiwasan sa pamamagitan ng pagbabawas ng oras at dosis ng radiation, gayundin ang paggamit ng mga espesyal na paraan ng shielding at remote control.

Ang agresibong impluwensya ng X-ray ay maaari ring magpakita mismo sa mahabang panahon: pansamantala o permanenteng pagbabago sa komposisyon ng dugo, pagkamaramdamin sa leukemia at maagang pagtanda.

Ang epekto ng x-ray sa isang tao ay depende sa maraming mga kadahilanan: kung saan organ ay irradiated, at kung gaano katagal. Ang pag-iilaw ng mga hematopoietic organ ay maaaring humantong sa mga karamdaman sa dugo, at ang pagkakalantad sa mga genital organ ay maaaring humantong sa pagkabaog.

Ang pagsasagawa ng sistematikong pag-iilaw ay puno ng pag-unlad ng mga pagbabago sa genetic sa katawan.

Ang tunay na pinsala ng x-ray sa x-ray diagnostics

Sa panahon ng pagsusuri, ginagamit ng mga doktor ang pinakamababang posibleng dami ng x-ray. Ang lahat ng dosis ng radiation ay nakakatugon sa ilang mga katanggap-tanggap na pamantayan at hindi maaaring makapinsala sa isang tao. Ang mga diagnostic ng X-ray ay nagdudulot ng malaking panganib para lamang sa mga doktor na nagsasagawa nito. At pagkatapos ay ang mga modernong paraan ng proteksyon ay nakakatulong upang mabawasan ang pagsalakay ng mga sinag sa pinakamaliit.

Ang pinakaligtas na paraan ng radiodiagnosis ay kinabibilangan ng radiography ng mga paa't kamay, pati na rin ang mga x-ray ng ngipin. Sa susunod na lugar ng rating na ito ay mammography, na sinusundan ng computed tomography, at pagkatapos nito ay radiography.

Upang ang paggamit ng X-ray sa gamot ay magdala lamang ng benepisyo sa isang tao, kinakailangan na magsagawa ng pananaliksik sa kanilang tulong lamang ayon sa mga indikasyon.

Noong 1895, ang German physicist na si Roentgen, habang nagsasagawa ng mga eksperimento sa pagpasa ng kasalukuyang sa pagitan ng dalawang electrodes sa isang vacuum, natuklasan na ang isang screen na natatakpan ng isang luminescent substance (barium salt) ay kumikinang, bagaman ang discharge tube ay sarado na may isang itim na screen ng karton - ito ay kung paano natuklasan ang radiation na tumagos sa mga opaque na hadlang, na tinatawag na X-ray X-ray. Napag-alaman na ang X-ray, na hindi nakikita ng mga tao, ay nasisipsip sa mga opaque na bagay nang mas malakas, mas malaki ang atomic number (density) ng barrier, kaya ang X-ray ay madaling dumaan sa malambot na mga tisyu ng katawan ng tao, ngunit nananatili. sa pamamagitan ng mga buto ng kalansay. Ang mga mapagkukunan ng makapangyarihang X-ray ay idinisenyo, na naging posible upang lumiwanag sa mga bahagi ng metal at makahanap ng mga panloob na depekto sa kanila.

Iminungkahi ng German physicist na si Laue na ang X-ray ay ang parehong electromagnetic radiation gaya ng nakikitang light rays, ngunit may mas maikling wavelength at lahat ng mga batas ng optika ay naaangkop sa kanila, kabilang ang diffraction ay posible. Sa nakikitang light optics, ang diffraction sa elementarya ay maaaring kinakatawan bilang ang pagmuni-muni ng liwanag mula sa isang sistema ng mga grooves - isang diffraction grating, na nagaganap lamang sa ilang mga anggulo, habang ang anggulo ng pagmuni-muni ng mga sinag ay nauugnay sa anggulo ng saklaw, ang distansya sa pagitan ng mga grooves ng diffraction grating at ang wavelength ng radiation ng insidente. Para sa diffraction, kinakailangan na ang distansya sa pagitan ng mga stroke ay humigit-kumulang katumbas ng wavelength ng liwanag ng insidente.

Iminungkahi ni Laue na ang X-ray ay may wavelength na malapit sa distansya sa pagitan ng mga indibidwal na atom sa mga kristal, i.e. ang mga atomo sa isang kristal ay lumilikha ng diffraction grating para sa mga x-ray. Ang mga X-ray na nakadirekta sa ibabaw ng kristal ay makikita sa photographic plate, gaya ng hinulaang ng teorya.

Ang anumang mga pagbabago sa posisyon ng mga atom ay nakakaapekto sa pattern ng diffraction, at sa pamamagitan ng pag-aaral ng diffraction ng mga x-ray, malalaman ng isa ang pag-aayos ng mga atomo sa isang kristal at ang pagbabago sa kaayusan na ito sa ilalim ng anumang pisikal, kemikal at mekanikal na impluwensya sa kristal. .

Ngayon ang pagsusuri ng X-ray ay ginagamit sa maraming larangan ng agham at teknolohiya, sa tulong nito natutunan nila ang pag-aayos ng mga atomo sa mga umiiral na materyales at lumikha ng mga bagong materyales na may ibinigay na istraktura at mga katangian. Ang mga kamakailang pagsulong sa larangang ito (nanomaterials, amorphous metals, composite materials) ay lumikha ng larangan ng aktibidad para sa susunod na mga siyentipikong henerasyon.

Ang paglitaw at katangian ng X-ray

Ang pinagmulan ng x-ray ay isang x-ray tube, na mayroong dalawang electrodes - isang katod at isang anode. Kapag ang katod ay pinainit, ang paglabas ng elektron ay nangyayari, ang mga electron na ibinubuga mula sa katod ay pinabilis ng electric field at tumama sa ibabaw ng anode. Ang X-ray tube ay nakikilala mula sa isang conventional radio lamp (diode) pangunahin sa pamamagitan ng isang mas mataas na accelerating boltahe (higit sa 1 kV).

Kapag ang isang electron ay lumipad palabas ng cathode, pinalipad ito ng electric field patungo sa anode, habang ang bilis nito ay patuloy na tumataas, ang electron ay nagdadala ng magnetic field, na ang intensity nito ay tumataas sa bilis ng electron. Ang pag-abot sa ibabaw ng anode, ang electron ay mabilis na pinabagal, at ang isang electromagnetic pulse ay lumitaw na may mga wavelength sa isang tiyak na hanay (bremsstrahlung). Ang pamamahagi ng intensity ng radiation sa mga wavelength ay depende sa materyal ng anode ng X-ray tube at ang inilapat na boltahe, habang sa gilid ng maikling alon ang curve na ito ay nagsisimula sa isang tiyak na threshold na minimum na wavelength, na depende sa inilapat na boltahe. Ang hanay ng mga sinag na may lahat ng posibleng wavelength ay bumubuo ng tuloy-tuloy na spectrum, at ang wavelength na tumutugma sa maximum na intensity ay 1.5 beses ang minimum na wavelength.

Sa pagtaas ng boltahe, ang X-ray spectrum ay kapansin-pansing nagbabago dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga atom na may mataas na enerhiya na mga electron at quanta ng pangunahing X-ray. Ang isang atom ay naglalaman ng mga panloob na shell ng elektron (mga antas ng enerhiya), ang bilang nito ay depende sa atomic number (na tinutukoy ng mga titik K, L, M, atbp.). Ang mga electron at pangunahing X-ray ay nagpapatumba ng mga electron mula sa isang antas ng enerhiya patungo sa isa pa. . Ang isang metastable na estado ay bumangon, at ang isang pagtalon ng mga electron sa kabaligtaran na direksyon ay kinakailangan para sa paglipat sa isang matatag na estado. Ang pagtalon na ito ay sinamahan ng pagpapalabas ng isang dami ng enerhiya at ang paglitaw ng mga X-ray. Hindi tulad ng tuluy-tuloy na spectrum X-ray, ang radiation na ito ay may napakakitid na wavelength range at mataas na intensity (characteristic radiation) ( cm. bigas.). Ang bilang ng mga atomo na tumutukoy sa intensity ng katangian ng radiation ay napakalaki, halimbawa, para sa isang X-ray tube na may tansong anode sa boltahe na 1 kV, isang kasalukuyang 15 mA, 10 14-10 15 atoms ay nagbibigay ng katangian ng radiation para sa 1 s. Ang halagang ito ay kinakalkula bilang ratio ng kabuuang X-ray power sa enerhiya ng X-ray quantum mula sa K-shell (K-series ng X-ray characteristic radiation). Ang kabuuang lakas ng X-ray radiation sa kasong ito ay 0.1% lamang ng natupok na kapangyarihan, ang natitira ay nawala, pangunahin dahil sa paglipat sa init.

Dahil sa mataas na intensity at makitid na hanay ng wavelength, ang katangian ng X-ray radiation ay ang pangunahing uri ng radiation na ginagamit sa siyentipikong pananaliksik at kontrol sa proseso. Kasabay ng mga K-series beam, ang L at M-series na mga beam ay nabuo, na may mas mahabang wavelength, ngunit ang kanilang aplikasyon ay limitado. Ang K-series ay may dalawang bahagi na may malapit na wavelength a at b, habang ang intensity ng b-component ay 5 beses na mas mababa sa a. Sa turn, ang a-component ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang napakalapit na wavelength, ang intensity ng isa ay 2 beses na mas malaki kaysa sa isa. Upang makakuha ng radiation na may isang solong wavelength (monochromatic radiation), ang mga espesyal na pamamaraan ay binuo na gumagamit ng pag-asa ng pagsipsip at diffraction ng X-ray sa wavelength. Ang pagtaas sa atomic number ng isang elemento ay nauugnay sa pagbabago sa mga katangian ng mga shell ng elektron, at kung mas malaki ang atomic number ng X-ray tube anode material, mas maikli ang K-series na wavelength. Ang pinakamalawak na ginagamit na mga tubo na may mga anod mula sa mga elemento na may mga atomic na numero mula 24 hanggang 42 (Cr, Fe, Co, Cu, Mo) at mga wavelength mula 2.29 hanggang 0.712 A (0.229 - 0.712 nm).

Bilang karagdagan sa x-ray tube, ang mga radioactive isotopes ay maaaring pagmulan ng mga x-ray, ang ilan ay maaaring direktang naglalabas ng x-ray, ang iba ay naglalabas ng mga electron at a-particle na bumubuo ng mga x-ray kapag binobomba ang mga target na metal. Ang intensity ng X-ray ng mga radioactive na mapagkukunan ay kadalasang mas mababa kaysa sa X-ray tube (maliban sa radioactive cobalt, na ginagamit sa pagtuklas ng kapintasan at nagbibigay ng radiation ng napakaliit na wavelength - g-radiation), sila ay maliit ang sukat at hindi nangangailangan ng kuryente. Ang Synchrotron X-ray ay ginawa sa mga electron accelerators, ang wavelength ng radiation na ito ay mas mataas kaysa sa nakuha sa X-ray tubes (soft X-rays), ang intensity nito ay ilang mga order ng magnitude na mas mataas kaysa sa intensity ng X-ray tubes. Mayroon ding mga likas na pinagmumulan ng X-ray. Ang mga radioactive impurities ay natagpuan sa maraming mineral, at ang mga X-ray mula sa mga bagay sa kalawakan, kabilang ang mga bituin, ay naitala.

Pakikipag-ugnayan ng X-ray sa mga kristal

Sa X-ray na pag-aaral ng mga materyales na may kristal na istraktura, ang mga pattern ng interference na nagreresulta mula sa pagkalat ng X-ray ng mga electron na kabilang sa mga atomo ng kristal na sala-sala ay sinusuri. Ang mga atom ay itinuturing na hindi kumikibo, ang kanilang mga thermal vibrations ay hindi isinasaalang-alang, at ang lahat ng mga electron ng parehong atom ay itinuturing na puro sa isang punto - isang node ng kristal na sala-sala.

Upang makuha ang mga pangunahing equation ng X-ray diffraction sa isang kristal, ang interference ng mga sinag na nakakalat ng mga atom na matatagpuan sa isang tuwid na linya sa crystal lattice ay isinasaalang-alang. Ang isang plane wave ng monochromatic X-ray radiation ay bumabagsak sa mga atomo na ito sa isang anggulo na ang cosine ay katumbas ng isang 0 . Ang mga batas ng interference ng mga sinag na nakakalat ng mga atom ay katulad ng mga umiiral para sa isang diffraction grating na nagkakalat ng liwanag na radiation sa nakikitang hanay ng haba ng daluyong. Upang ang mga amplitude ng lahat ng mga oscillations ay magdagdag sa isang malaking distansya mula sa atomic series, ito ay kinakailangan at sapat na ang pagkakaiba sa landas ng mga sinag na nagmumula sa bawat pares ng mga kalapit na atom ay naglalaman ng isang integer na bilang ng mga wavelength. Kapag ang distansya sa pagitan ng mga atomo a ang kalagayang ito ay mukhang:

a(a – a0) = h l ,

kung saan ang a ay ang cosine ng anggulo sa pagitan ng atomic series at ng deflected beam, h- integer. Sa lahat ng direksyon na hindi nakakatugon sa equation na ito, ang mga sinag ay hindi nagpapalaganap. Kaya, ang mga nakakalat na beam ay bumubuo ng isang sistema ng mga coaxial cones, ang karaniwang axis kung saan ay ang atomic row. Ang mga bakas ng mga cone sa isang eroplanong parallel sa atomic row ay mga hyperbola, at sa isang eroplanong patayo sa row, mga bilog.

Kapag ang mga sinag ay bumabagsak sa isang pare-parehong anggulo, ang polychromatic (puting) radiation ay nabubulok sa isang spectrum ng mga sinag na pinalihis sa mga nakapirming anggulo. Kaya, ang atomic series ay isang spectrograph para sa X-ray.

Ang generalization sa isang two-dimensional (flat) atomic lattice, at pagkatapos ay sa isang three-dimensional volumetric (spatial) crystal lattice ay nagbibigay ng dalawa pang magkatulad na equation, na kinabibilangan ng mga anggulo ng incidence at reflection ng X-ray at ang mga distansya sa pagitan ng mga atomo sa tatlo mga direksyon. Ang mga equation na ito ay tinatawag na Laue equation at pinagbabatayan ng X-ray diffraction analysis.

Ang mga amplitude ng mga sinag na sinasalamin mula sa parallel atomic planes ay nagdaragdag, at mula noon ang bilang ng mga atom ay napakalaki, ang masasalamin na radiation ay maaaring maayos sa eksperimento. Ang kondisyon ng pagmuni-muni ay inilalarawan ng Wulff-Bragg equation2d sinq = nl, kung saan ang d ay ang distansya sa pagitan ng mga katabing atomic planes, q ay ang glancing angle sa pagitan ng direksyon ng incident beam at ang mga eroplanong ito sa crystal, l ay ang X-ray wavelength, at ang n ay isang integer na tinatawag na order ng reflection. Ang anggulo q ay ang anggulo ng saklaw na may paggalang sa mga atomic na eroplano, na hindi kinakailangang tumutugma sa direksyon sa ibabaw ng sample na pinag-aaralan.

Maraming mga paraan ng pagsusuri ng X-ray diffraction ang binuo, gamit ang parehong tuluy-tuloy na spectrum radiation at monochromatic radiation. Sa kasong ito, ang bagay na pinag-aaralan ay maaaring nakatigil o umiikot, maaaring binubuo ng isang kristal (solong kristal) o marami (polycrystal), maaaring maitala ang diffracted radiation gamit ang flat o cylindrical X-ray film o isang X-ray detector na gumagalaw. sa paligid ng circumference, gayunpaman, sa lahat ng kaso, sa panahon ng eksperimento at interpretasyon ng mga resulta, ginagamit ang Wulf-Bragg equation.

Pagsusuri ng X-ray sa agham at teknolohiya

Sa pagtuklas ng X-ray diffraction, ang mga mananaliksik ay may isang paraan na nagbibigay-daan sa kanila na pag-aralan ang pag-aayos ng mga indibidwal na atomo at mga pagbabago sa kaayusan na ito sa ilalim ng mga panlabas na impluwensya nang walang mikroskopyo.

Ang pangunahing aplikasyon ng X-ray sa pangunahing agham ay ang pagsusuri sa istruktura, i.e. pagtatatag ng spatial na pag-aayos ng mga indibidwal na atom sa isang kristal. Upang gawin ito, ang mga solong kristal ay lumago at ang pagsusuri ng X-ray ay isinasagawa, na pinag-aaralan ang lokasyon at intensity ng mga reflection. Ngayon ang mga istruktura ng hindi lamang mga metal, kundi pati na rin ang mga kumplikadong organikong sangkap, kung saan ang mga elementarya na selula ay naglalaman ng libu-libong mga atomo, ay natukoy na.

Sa mineralogy, ang mga istruktura ng libu-libong mineral ay natukoy sa pamamagitan ng pagsusuri ng x-ray at ang mga express na pamamaraan para sa pagsusuri ng mga hilaw na materyales ng mineral ay nilikha.

Ang mga metal ay may medyo simpleng kristal na istraktura at ang X-ray na paraan ay ginagawang posible na pag-aralan ang mga pagbabago nito sa panahon ng iba't ibang teknolohikal na paggamot at lumikha ng mga pisikal na pundasyon ng mga bagong teknolohiya.

Ang komposisyon ng phase ng mga haluang metal ay tinutukoy ng pag-aayos ng mga linya sa mga pattern ng X-ray, ang bilang, laki at hugis ng mga kristal ay tinutukoy ng kanilang lapad, ang oryentasyon ng mga kristal (texture) ay tinutukoy ng pamamahagi ng intensity sa diffraction cone.

Ang mga pamamaraan na ito ay ginagamit upang pag-aralan ang mga proseso sa panahon ng pagpapapangit ng plastik, kabilang ang pagdurog ng mga kristal, ang paglitaw ng mga panloob na stress at mga di-kasakdalan sa istraktura ng kristal (mga dislokasyon). Kapag pinainit ang mga deformed na materyales, pinag-aaralan ang stress relief at paglaki ng kristal (recrystallization).

Kapag ang pagsusuri ng X-ray ng mga haluang metal ay tinutukoy ang komposisyon at konsentrasyon ng mga solidong solusyon. Kapag lumitaw ang isang solidong solusyon, ang mga interatomic na distansya at, dahil dito, ang mga distansya sa pagitan ng mga atomic na eroplano ay nagbabago. Ang mga pagbabagong ito ay maliit, samakatuwid, ang mga espesyal na pamamaraan ng katumpakan ay binuo para sa pagsukat ng mga panahon ng kristal na sala-sala na may katumpakan ng dalawang order ng magnitude na mas mataas kaysa sa katumpakan ng pagsukat sa mga karaniwang pamamaraan ng x-ray. Ang kumbinasyon ng mga sukat ng katumpakan ng mga panahon ng crystal lattice at phase analysis ay ginagawang posible na i-plot ang mga hangganan ng mga phase region sa state diagram. Ang paraan ng X-ray ay maaari ding makakita ng mga intermediate na estado sa pagitan ng mga solidong solusyon at mga kemikal na compound - iniutos na mga solidong solusyon kung saan ang mga impurity atom ay hindi random na nakaayos, tulad ng sa mga solidong solusyon, at sa parehong oras ay hindi sa isang three-dimensional na pagkakasunud-sunod, tulad ng sa kemikal. mga compound. May mga karagdagang linya sa mga pattern ng X-ray ng mga nakaayos na solidong solusyon; ang interpretasyon ng mga pattern ng X-ray ay nagpapakita na ang mga impurity atoms ay sumasakop sa ilang mga lugar sa crystal lattice, halimbawa, sa mga vertices ng isang cube.

Sa panahon ng pagsusubo ng isang haluang metal na hindi sumasailalim sa mga pagbabagong bahagi, ang isang supersaturated na solidong solusyon ay maaaring mangyari, at sa karagdagang pag-init o kahit na paghawak sa temperatura ng silid, ang solidong solusyon ay nabubulok sa paglabas ng mga particle ng isang kemikal na tambalan. Ito ang epekto ng pagtanda at lumilitaw ito sa mga radiograph bilang pagbabago sa posisyon at lapad ng mga linya. Ang pag-aaral ng pag-iipon ay lalong mahalaga para sa mga non-ferrous na haluang metal, halimbawa, ang pag-iipon ay nagbabago ng malambot, matigas na aluminyo na haluang metal sa isang matibay na materyal na istruktura, duralumin.

Ang mga pag-aaral ng X-ray ng steel heat treatment ay ang pinakamalaking teknolohikal na kahalagahan. Sa panahon ng hardening (mabilis na paglamig) ng bakal, ang isang diffusionless austenite-martensite phase transition ay nangyayari, na humahantong sa isang pagbabago sa istraktura mula sa cubic hanggang tetragonal, i.e. ang unit cell ay may anyo ng isang parihabang prisma. Sa radiographs, lumilitaw ito bilang pagpapalawak ng mga linya at ang paghihiwalay ng ilang linya sa dalawa. Ang mga dahilan para sa epekto na ito ay hindi lamang isang pagbabago sa istraktura ng kristal, kundi pati na rin ang paglitaw ng malalaking panloob na stress dahil sa thermodynamic nonequilibrium ng martensitic na istraktura at mabilis na paglamig. Sa panahon ng tempering (pagpainit ng matigas na bakal), ang mga linya sa mga pattern ng X-ray ay makitid, ito ay dahil sa pagbabalik sa equilibrium na istraktura.

Sa mga nagdaang taon, ang mga pag-aaral ng X-ray ng pagproseso ng mga materyales na may puro daloy ng enerhiya (laser beam, shock wave, neutron, at electron pulse) ay nakakuha ng malaking kahalagahan; nangangailangan sila ng mga bagong diskarte at gumawa ng mga bagong epekto ng X-ray. Halimbawa, sa ilalim ng pagkilos ng mga laser beam sa mga metal, ang pag-init at paglamig ay nangyayari nang napakabilis na sa metal, kapag pinalamig, ang mga kristal ay may oras na lumaki lamang sa isang sukat ng ilang mga selula ng yunit (nanocrystals) o walang oras upang mabuo. sa lahat. Ang nasabing metal pagkatapos ng paglamig ay mukhang isang ordinaryong, ngunit hindi nagbibigay ng malinaw na mga linya sa pattern ng X-ray, at ang mga sinasalamin na X-ray ay ipinamamahagi sa buong hanay ng mga glancing na anggulo.

Pagkatapos ng neutron irradiation, lumilitaw ang mga karagdagang spot (diffuse maxima) sa mga pattern ng X-ray. Ang radioactive decay ay nagdudulot din ng mga partikular na epekto ng x-ray na nauugnay sa pagbabago sa istraktura, gayundin ang katotohanan na ang sample na pinag-aaralan mismo ay nagiging pinagmumulan ng mga x-ray.

Portal para sa mag-aaral. Pagsasanay sa sarili